BR112020001473A2

BR112020001473A2 - medidor de fluxo de fluido, método para fornecer uma saída normalizada, e, uso de um medidor de fluxo de fluido.

Info

Publication number: BR112020001473A2
Application number: BR112020001473-7A
Authority: BR
Inventors: Eugene Tokhtuev; Paul S. Schilling
Original assignee: Ecolab Usa Inc.
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2018-07-25
Publication date: 2020-09-08
Also published as: BR112020001473B1; AU2018308368A1; US20190033114A1; CN110945329A; JP2020529015A; US10260923B2; CN110945329B; EP3658865B1; AU2018308368B2; CA3070912A1; WO2019023351A1; EP3658865A1; JP7252195B2

Abstract

Trata-se de um medidor de fluxo de fluido que inclui engrenagens entrelaçadas que podem rodar de forma síncrona. O medidor de fluxo de fluido pode produzir uma saída pulsada que pode ser normalizada para valores adequados de acordo com um método de normalização dos pulsos de entrada gerados em resposta à rotação das engrenagens. Um contador de volume pode ser incrementado em uma quantidade igual a um volume por pulso de entrada cada vez que um pulso de entrada é gerado. Quando o contador de volume excede um primeiro volume de referência, um pulso de saída normalizado pode ser gerado até que o contador de volume exceda um segundo volume de referência.

Description

1 / 25 MEDIDOR DE FLUXO DE FLUIDO, MÉTODO PARA FORNECER UMA SAÍDA NORMALIZADA, E, USO DE UM MEDIDOR DE FLUXO DE

FLUIDO ASSUNTOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica prioridade ao Pedido de Patente U.S. No. 15/658.437, depositado em 25 de julho de 2017, cujo conteúdo inteiro é aqui incorporado por referência.

ANTECEDENTES

[002] Os sistemas de medição de fluido de deslocamento positivo podem ser usados para medir uma taxa de fluxo ou volume de um fluido ou gás. Por exemplo, os sistemas de distribuição podem usar realimentação de um medidor de fluido de deslocamento positivo para controlar o volume de fluido dispensado. Tais sistemas de controle são frequentemente usados em vez de controles de tempo limite para dispensar quantidades mais precisas de fluido ou gás e são comumente usados em uma variedade de configurações, incluindo, entre outras, as indústrias industrial, de saúde, farmacêutica e de alimentos e bebidas. Por exemplo, um medidor de fluido de deslocamento positivo pode ser usado no processo de fabricação de um medicamento que requer uma medição precisa de dois materiais a serem misturados em um único lote. O medidor de fluido de deslocamento positivo pode ser instalado nas linhas de suprimento dos respectivos materiais e a realimentação dos medidores pode ser usada para dispensar a quantidade apropriada de cada material em um tanque de mescla a ser misturado. Essa aplicação de um medidor de deslocamento positivo, como muitos outros, pode exigir que o medidor de deslocamento positivo tenha uma precisão de medição (por exemplo, +/− 0,5%) para cumprir com o controle de qualidade ou regulamentos, por exemplo. Por conseguinte, um medidor de deslocamento positivo que mede com precisão um volume de fluido ou gás pode ajudar a facilitar a função pretendida de um sistema ou processo de distribuição de

2 / 25 fluido.

[003] Um exemplo de medidor de fluxo de fluido é descrito no pedido geralmente designado, US 9.383.235, atribuído à Ecolab Inc., St. Paul, MN, cuja divulgação é aqui incorporada por referência. Os fabricantes normalmente fornecem uma calibração de fábrica que correlaciona o volume de uma bolsa de fluido a uma contagem rotacional correspondente à rotação de um ou mais componentes (por exemplo, engrenagens ovais) no meteoro de fluxo para vários volumes de fluxo. Assim, contando o número de pulsos produzidos pelo medidor de fluxo de fluido, a taxa de fluxo de volume pode ser determinada com base na calibração de fábrica.

[004] Essa calibração de fábrica pode não ser precisa fora de uma faixa de fluxo. Por exemplo, em taxas de fluxo baixas próximas ao fluxo mínimo, o medidor de vazão pode não produzir pulsos de entrada, mas ainda pode ter fluxo através de vários componentes mecânicos do medidor de fluxo. Problemas semelhantes podem ocorrer na operação perto do fluxo máximo. Além disso, com base nas tolerâncias de fabricação, a taxa de fluxo por pulso de entrada pode ser desconhecida para tais condições ou pode ter valores não inteiros (por exemplo, 0,166 ml/pulso, 0,333 ml/pulso, etc.). Medidores de fluxo convencionais também podem ter incertezas de medição que podem não ser facilmente quantificáveis.

SUMÁRIO

[005] Em um aspecto, esta divulgação inclui um medidor de fluxo de fluido, compreendendo uma primeira engrenagem entrelaçada com uma segunda engrenagem. A mistura da primeira engrenagem e da segunda engrenagem pode permitir rotação síncrona da primeira e da segunda engrenagem em resposta ao fluxo de um fluido através da câmara de fluxo. O medidor de fluxo de fluido pode incluir um sensor de fluxo configurado para gerar um sinal de detecção em resposta à passagem de fluido através da câmara de fluxo e/ou rotação síncrona da primeira engrenagem e da segunda

3 / 25 engrenagem. O medidor de fluxo de fluido pode incluir um controlador com um gerador de pulsos de entrada e um gerador de pulsos de saída normalizado. O controlador pode fornecer uma saída de pulso normalizada com base no sinal detectado e pulsos de entrada gerados pelo gerador de pulsos de entrada em resposta ao mesmo.

[006] Em outro aspecto, um método de fornecer uma saída normalizada pode envolver a etapa de fornecer um medidor de fluxo de fluido de acordo com qualquer uma das modalidades divulgadas neste documento. O método pode envolver a etapa de receber sinais de detecção do sensor de fluxo no controlador. O método envolve a etapa de gerar pulsos de entrada (por exemplo, usando um gerador de pulsos de entrada) em resposta ao sinal detectado. O método envolve a etapa de usar o controlador para incrementar um contador de volume em uma quantidade igual a um volume por pulso de entrada cada vez que um pulso de entrada é gerado. Quando o contador de volume excede um primeiro volume de referência, o controlador transfere um gerador de pulso de saída normalizado para um estado em que começa a gerar um pulso de saída normalizado. Quando o contador de volume excede um segundo volume de referência, o controlador transfere o gerador de pulso de saída normalizado para um estado em que para de gerar o pulso de saída normalizado.

[007] Em outro aspecto, o método pode envolver a etapa de gerar pulsos de entrada usando o gerador de pulsos de entrada quando um valor não inteiro do volume passando através do medidor de fluxo de fluido. O método pode ainda envolver a etapa de incrementar o contador de volume em uma quantidade igual ao valor não inteiro do volume que passa pelo medidor de fluxo quando um pulso de entrada é gerado. Em algumas dessas modalidades, o primeiro volume de referência é metade do segundo volume de referência e o segundo volume de referência é um número inteiro diferente de zero.

[008] Os detalhes de um ou mais exemplos são apresentados nos

4 / 25 desenhos anexos e na descrição abaixo. Outros recursos, objetos e vantagens se tornarão evidentes a partir da descrição e desenhos e das reivindicações.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[009] A Figura 1 é um esquema de um medidor de fluxo de fluido de acordo com uma modalidade; a Figura 2 é uma vista lateral em corte transversal do medidor de fluxo de fluido feito ao longo do plano seccional A-A ilustrado na Figura 1; a Figura 3A é uma vista em corte em plano que ilustra o fluxo de fluido através do medidor de fluxo de fluido em uma primeira posição de rotação das engrenagens ovais; a Figura 3B é uma vista em planta que ilustra o fluxo de fluido através do medidor de fluxo de fluido em uma segunda posição de rotação das engrenagens ovais; a Figura 4A é outra vista em plano seccional que ilustra o medidor de fluxo de fluido com sensores sem contato; a Figura 4B é um esquema que ilustra sinais de detecção gerados pelos sensores sem contato mostrados na Figura 4A; a Figura 4C é um esquema que ilustra um método de geração de pulso de acordo com uma modalidade; a Figura 4D é um esquema que ilustra uma sequência de estados rotacionais válidos das engrenagens ovais do medidor de fluxo de fluido de acordo com uma modalidade ilustrativa não limitativa; a Figura 5 é um fluxograma que ilustra um algoritmo de normalização exemplar; e a Figura 6 é um exemplo ilustrativo de pulsos de saída normalizados gerados de acordo com uma modalidade juntamente com pulsos de entrada ilustrados para comparação; a Figura 7 é um fluxograma que ilustra outro algoritmo de

5 / 25 normalização exemplar; e a Figura 8 é um exemplo ilustrativo de pulsos de saída normalizados gerados de acordo com outra modalidade, juntamente com pulsos de entrada ilustrados para comparação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0010] A Figura 1 é uma vista em plano superior de um sistema de medição de fluxo de fluido 10 incluindo um medidor de fluxo de fluido 100. O sistema 10 inclui uma bomba de fluido 12, uma primeira linha de fluido 14, uma segunda linha de fluido 16 e um medidor de fluxo de fluido 100. A primeira linha de fluido 14 pode estar em comunicação com a bomba de fluido 12 configurada para fornecer um fluxo de fluido através do sistema 10. A bomba de fluido 12 pode estar em comunicação de fluido com uma fonte de fluido (não mostrada) e pode ser qualquer bomba adequada para fornecer um fluxo de fluido através do sistema. O fluxo de fluido pode ter uma variedade de características de fluxo de fluido e pode depender do tipo de bomba selecionada ou da aplicação do sistema 10. Por exemplo, aplicações diferentes podem exigir um alto volume de fluido ou um baixo volume de fluido. Certos exemplos podem exigir fluxo de fluido uniforme fornecido por uma bomba peristáltica ou linhas de fluido mantidas por pressão. Em outros exemplos, uma bomba de fluido 12 pode fornecer fluxo de fluido não uniforme, particularmente onde a aplicação requer um baixo volume de fluido.

[0011] O medidor de fluxo de fluido 100 pode ser configurado para medir o fluxo de fluido através do sistema 10 e pode incluir um alojamento 102 que define uma câmara 106, uma entrada de fluido 104 e uma saída de fluido 105. Na modalidade ilustrada, o medidor de fluxo de fluido 100 é um medidor de deslocamento positivo, tal como um medidor de fluxo de engrenagem oval 108. A entrada de fluido 104 pode estar em comunicação de fluido com a primeira linha de fluido 14 e fornece fluxo de fluido da primeira linha de fluido 14 para a câmara 106. As engrenagens ovais 108 e 110 são

6 / 25 instaladas dentro da câmara 106 e são configuradas para girar em conjunto sobre eixos fixos de rotação 112 e 114, respectivamente, em resposta ao fluxo de fluido através da câmara 106. O fluido sai da câmara 106 por meio da saída de fluido 105 que está em comunicação com a segunda linha de fluido 16.

[0012] Por conseguinte, o fluido fornecido pela bomba de fluido 12 flui através da linha de fluido 14 e para o medidor de fluxo de fluido 100 através da entrada de fluido 104. O fluido então flui através do medidor de fluxo de fluido 100, em que o volume é medido e sai do medidor de fluxo de fluido 100 através da saída de fluido 105 e para a segunda linha de fluido 16.

[0013] A Figura 2 é uma vista lateral em seção transversal do medidor de fluxo de fluido 100 tomado ao longo da linha A-A mostrada na Figura 1. As engrenagens ovais 108 e 110 instaladas dentro da câmara 106 definidas pelo alojamento 102 e podem ser configuradas para girar em torno dos eixos 113 e 115, respectivamente. Nas modalidades ilustradas, o medidor de fluxo de fluido 100 pode incluir sensor de fluxo 140 e controlador 141. O sensor de fluxo 140 pode estar em comunicação (por exemplo, eletricamente por meio da conexão 143, ou sem fio) com o controlador 141. O sensor de fluxo 140 pode ser configurado para detectar uma área detectável 146 (não mostrada) fornecida nas superfícies superiores 142 e 144 das engrenagens ovais 108 e 110, respectivamente. Por exemplo, o sensor de fluxo 140 pode ser um sensor magnético configurado para detectar uma área detectável 146 compreendendo um ímã instalado em ou dentro de pelo menos uma das engrenagens ovais

108. Em outro exemplo, o sensor de fluxo 140 pode ser um sensor óptico configurado para emitir um comprimento de onda em pelo menos uma superfície superior 142 ou 244 das engrenagens ovais 108, incluindo uma área detectável 146 e detectar uma refletância do comprimento de onda em pelo menos uma das partes superiores superfícies 142. Pat. U.S. No. 7.523.660, depositada em 19 de dezembro de 2007 e Pat. U.S. 8.069.719, depositada em 11 de fevereiro de 2009, fornece exemplos de engrenagens ovais 108 que

7 / 25 incorporam sensores sem contato, e toda a divulgação de cada uma é aqui incorporada aqui por referência. Pode ser apreciado que o medidor de fluxo de fluido 100 pode incluir qualquer número de sensores sem contato e qualquer número de áreas detectáveis adequadas para uma aplicação específica do medidor. O sensor de fluxo 140 também pode ser configurado para gerar um sinal de detecção com base na detecção, ou falta de detecção, de uma área detectável 146.

[0014] O medidor de fluxo de fluido 100 também pode incluir o controlador 141 configurado para calcular um volume de fluxo de fluido através do medidor com base no sinal de detecção do sensor de fluxo 140. O controlador 141 pode ser configurado para receber um sinal de detecção do sensor de fluxo 140 e gerar pulsos de entrada para corresponder à rotação das engrenagens ovais 108 com base no sinal de detecção. O controlador 141 pode ser um computador programável, como um microprocessador, um controlador lógico programável 141 e similares, e pode incluir (e/ou estar em comunicação com) mídia de armazenamento não transitório (por exemplo, um meio de armazenamento não transitório 150) para armazenar instruções na forma de algoritmos e/ou dados (por exemplo, dados de calibração). Embora uma conexão elétrica 151 entre o controlador 141 e um meio de armazenamento não transitório 150 seja ilustrada, deve ser entendido que as conexões sem fio entre o controlador 141 e o meio de armazenamento não transitório 150 são contempladas. Além disso, deve ser entendido que, enquanto as conexões elétricas do controlador 141, o meio de armazenamento não transitório 150 e o medidor de fluxo de fluido 100 são ilustrados como estando fora do alojamento 102 do medidor de fluxo de fluido 100 na Figura 1, na Figura 2, o controlador 141 e o meio de armazenamento não transitório 150 (juntamente com as conexões associadas) são alojados dentro do alojamento 102 do medidor de fluxo de fluido 100 (como mostrado na Figura 2). Como será discutido mais adiante neste documento, um volume de fluido

8 / 25 que passa através do medidor de fluxo de fluido 100 pode ser calculado quando o número de rotações (completas e parcialmente completas) feitas pelas engrenagens ovais 108 é conhecido e um volume de fluido por rotação é conhecido. Por conseguinte, o controlador 141 pode ser capaz de medir um volume de fluido que passa através do medidor com base nos pulsos de entrada gerados pelo controlador 141. Em tais casos, o controlador 141 pode incluir um meio de armazenamento não transitório 150 que armazena uma calibração entre os pulsos de entrada gerados e o volume de fluido que passa através do medidor de fluxo de fluido 100.

[0015] As Figuras 3A e 3B são vistas em plano seccional que ilustram o fluxo de fluido através do medidor de fluxo de fluido 100. Como visto aqui, as engrenagens ovais 108 e 110 são configuradas para se entrelaçar, reduzindo assim as chances de o fluido da entrada de fluido 104 passar entre as engrenagens. Por conseguinte, o fluido flui em torno das engrenagens ovais 108 por meio dos bolsos de fluido 116 e 118. A Figura 3A mostra o medidor de fluxo de fluido 100 em uma primeira posição de rotação onde o fluido pode ser introduzido na câmara 106 através da entrada de fluido 104. Como observado acima, a mistura das engrenagens ovais 108 e 110 reduzindo as chances de o fluido passar entre as engrenagens, forçando o fluido de entrada em direção a um vértice 109 da engrenagem oval 108 e instando a engrenagem oval 108 a girar no sentido anti-horário. O torque no sentido anti- horário aplicado através da engrenagem oval 108, por sua vez, estimula a rotação no sentido horário da engrenagem oval 110.

[0016] A Figura 3B mostra o medidor de fluxo de fluido 100 em uma posição rotacional radialmente avançada em relação à posição rotacional mostrada na Figura 3A, em que a engrenagem oval 108 girou 90 graus no sentido anti-horário e a engrenagem oval 110 girou 90 graus no sentido horário. Nesta posição rotacional do medidor de fluxo de fluido 100, a rotação da engrenagem oval 108 formou uma bolsa de fluido 118 definida pela

9 / 25 superfície da engrenagem oval 108 e uma parede da câmara 106. Simultaneamente, o fluido da entrada de fluido 104 é forçado em direção a um vértice 111 da engrenagem oval 110, instando assim a engrenagem oval 110 a girar no sentido horário. Por sua vez, estimula a engrenagem oval 108 a continuar a rotação no sentido anti-horário para liberar o fluido no bolsão de fluido 118. Pode-se apreciar que uma bolsa de fluido semelhante 116 pode ser formada entre a engrenagem oval 110 e uma parede da câmara 106, como mostrado na Figura 3A.

[0017] Os medidores de fluxo de fluido de acordo com as presentes modalidades podem ser configurados para aumentar a resolução da medição, permitindo assim uma medição mais precisa do fluxo de fluido através do medidor. Essas configurações podem ser úteis em aplicações de baixo fluxo de fluido. Em um exemplo, o medidor de fluxo de fluido 100 pode ser configurado para medir meias rotações das engrenagens ovais 108 que correspondem a um volume igual ao volume de duas bolsas de fluido 116. Em outro exemplo, o medidor de fluxo de fluido 100 pode ser configurado para medir quartas rotações das engrenagens ovais 108 que correspondem a um volume igual a uma bolsa de fluido 116. A resolução da medição do medidor de fluxo de fluido 100 também pode depender do volume das bolsas de fluido 116 do medidor. Geralmente, bolsas de fluido 116 com um volume menor podem aumentar a resolução de medição de uma engrenagem oval 108 conforme volumes menores de fluido são dispensados por rotação das engrenagens ovais 108. Por outro lado, bolsas de fluido maiores 116 podem diminuir a resolução à medida que grandes volumes de fluido são dispensados por rotação. Pode ser apreciado que aplicações diferentes podem exigir uma resolução de medição diferente e exemplos do presente aplicativo podem ser configurados para ter uma ampla gama de resoluções.

[0018] A Figura 4A é uma vista em planta secional do medidor de fluxo de fluido 100 incluindo um sensor de fluxo 140 e uma área detectável

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146. O sensor de fluxo 140 pode ser configurado para detectar a área detectável 146 fornecida em uma superfície da engrenagem oval 110 e gerar um sinal de detecção. O sensor de fluxo 140 pode ser montado em um alojamento (102, não mostrado na Figura 4A) do medidor de fluxo de fluido 100 posicionado acima das superfícies superiores 142, 144 das engrenagens ovais 108 e 110. Como indicado na Figura 4A, a engrenagem oval 108 e 110 são configurados para girar no sentido anti-horário e horário, respectivamente, em resposta ao fluxo de fluido através da câmara 106. A rotação da engrenagem oval 110 faz com que a área detectável 146 passe através de uma região de detecção do sensor de fluxo 140 que pode estar localizado abaixo do sensor. Ao detectar a área detectável 146, o sensor de fluxo 140 pode gerar um sinal de detecção. Assim, um sinal de detecção do sensor de fluxo 140 pode ser indicativo de uma posição rotacional das engrenagens ovais 108 e 110 em que a área detectável 146 está abaixo do sensor de fluxo 140. Neste exemplo, o sensor de fluxo 140 pode ser configurado para gerar um sinal "positivo" (daqui em diante também referido como "1" ou "alto") quando o sensor detecta a área detectável 146 e um sinal "negativo" (daqui em diante também referido como "0" ou "baixo") quando o sensor não detectar a área detectável 146. Pode ser apreciado que o sinal de detecção gerado por um sensor de fluxo 140 pode ter qualquer forma em qualquer formato adequado para indicar uma detecção de uma área detectável 146. Em certos exemplos, um sensor de fluxo 140 pode ser configurado para não gerar um sinal de detecção quando uma área detectável 146 não é detectada. Nesse exemplo, a falta de um sinal ainda pode ser indicativa de uma posição de rotação em que a área detectável 146 não está dentro de uma região de detecção do sensor. Como descrito anteriormente, o medidor de fluxo de fluido 100 pode incluir um controlador 141 configurado para gerar uma saída pulsada com base no sinal de detecção fornecido pelo sensor de fluxo 140. Nesse exemplo, o medidor de fluxo de fluido 100 é configurado de modo que a rotação das

11 / 25 engrenagens ovais 108 e 110 possa fazer com que o sensor de fluxo 140 detecte a área detectável 146. Assim, o controlador 141 pode ser configurado para gerar um pulso em resposta à área detectável 146 sendo detectada pelo sensor de fluxo 140, como será descrito mais adiante.

[0019] A Figura 4B é um gráfico 190 de um sinal de detecção do sensor de fluxo 140 do medidor de fluxo de fluido 100 ao longo do tempo, de acordo com um exemplo. Mais especificamente, o gráfico 190 mostra o sinal de detecção do sensor de fluxo 140 que detecta a área detectável 146 quando as engrenagens ovais 108 e 110 giram em uma direção direta em resposta ao fluxo de fluido através do medidor. O gráfico 190 inclui os pontos de tempo 191 a, 491 b, 492 a e 492 b. Inicialmente, o sinal de detecção do sensor de fluxo 140 é baixo, indicando que as engrenagens ovais 108 e 110 estão em uma posição rotacional em que a área detectável 146 não está dentro de uma região de detecção do sensor. O sinal de detecção é alto entre os pontos de tempo 191 a e 192 a, e também 191 b e 192 b, e é indicativo de posições de rotação das engrenagens ovais 108 em que a área detectável 146 é detectada pelo sensor de fluxo 140. O sinal de detecção torna-se baixo novamente entre os pontos de tempo 192 a e 191 b, e também após o ponto de tempo 192 b, e é indicativo de posições de rotação das engrenagens ovais 108 em que a área detectável 146 não é detectada pelo sensor. O período de tempo entre os pontos de tempo 181 a e 181 b, ou alternativamente, 182 a e 182 b, pode representar todas as posições de rotação em uma rotação completa das engrenagens ovais 108 e 110, pois existe uma única área detectável 146 no medidor de fluxo de fluido 100. Posições rotacionais adicionais ou menos e/ou áreas detectáveis são contempladas dentro do escopo da presente divulgação (e como será descrito mais adiante).

[0020] Nesse exemplo, as posições de rotação das engrenagens ovais 108 em uma rotação completa do medidor de fluxo de fluido 100 podem ser categorizadas nos estados de rotação A e B. O estado de rotação A

12 / 25 compreende todas as posições de rotação em que a área detectável 146 não é detectada pelo sensor de fluxo 140 e é mostrado no gráfico 190 antes do ponto de tempo 191 a, entre os pontos de tempo 192 a e 191 b, e também após o ponto de tempo 192 b. O estado de rotação B compreende todas as posições de rotação em que a área detectável 146 é detectada pelo sensor de fluxo 140 e é mostrada na plotagem 190 entre os pontos de tempo 191 a e 192 a, bem como 191 b e 192 b. Quando o sensor de fluxo 140 detecta os estados de rotação A e B, gera um sinal de detecção negativo e positivo, respectivamente. Em tais exemplos, o medidor de fluxo de fluido 100 pode incluir um controlador 141 configurado para calcular um volume de fluxo de fluido através do medidor com base nos sinais de detecção fornecidos pelo sensor de fluxo 140. À medida que as engrenagens ovais 108 e 110 giram em uma direção direta em resposta ao fluxo de fluido através do medidor, as engrenagens finalmente alcançam uma posição rotacional em que a área detectável 146 está dentro de uma região de detecção do sensor de fluxo 140. Por conseguinte, o sensor de fluxo 140 pode detectar o estado de rotação B. Pode ser apreciado como as engrenagens ovais 108 continuam a girar no medidor de fluxo de fluido 100, o sensor de fluxo 140 detecta uma sequência de estados de rotação compreendendo os estados de rotação A e B, em ordem. Como observado acima, o sensor de fluxo 140 pode ser configurado para gerar um sinal de detecção negativo e um sinal de detecção positivo quando os estados de rotação A e B são detectados, respectivamente, e fornecem os sinais ao controlador 141.

[0021] Simultaneamente, o controlador 141 do medidor de fluxo de fluido 100 está configurado para receber o sinal de detecção do sensor de fluxo 140 e produzir uma saída pulsada. Ao receber um sinal de detecção indicativo de um estado de rotação e de uma posição rotacional das engrenagens ovais 108 e 110, o controlador 141 determina na etapa 187 se o sinal de detecção é positivo. Se o sinal de detecção for positivo, o controlador

13 / 25 141 pode gerar um ou mais pulsos de entrada e retornar ao estado de recebimento 186. Se o sinal de detecção for negativo, o controlador 141 retornará ao estado de recebimento 186 sem gerar pulsos de entrada. Voltando à Figura 4B, pode ser apreciado que os pulsos de entrada podem ser gerados pelo controlador 141 nos pontos de tempo 191 a e 191 b quando o sinal de detecção passa de baixo para alto. Alternativamente, o controlador 141 pode ser configurado para gerar pulsos de entrada quando o sinal de detecção passa de alto a baixo (por exemplo, nos pontos de tempo 192 a e 192 b) modificando a etapa 187 para verificar se o sinal de detecção é negativo.

[0022] Modalidades descritas nas Figuras 1 a 4B pode usar algoritmos que produzem uma saída pulsada em resposta à rotação do medidor de fluxo de engrenagem oval 108. Por exemplo, nas modalidades descritas nas Figuras 1 a 4B, o controlador 141 pode ser programado com instruções que fazem com que o controlador 141 gere um pulso. Nesses casos, a precisão e a resolução do medidor de vazão podem ser melhoradas gerando pulsos de entrada que correspondem à transição individual das engrenagens de um estado rotacional válido para outro estado rotacional válido. A Figura 4C é um fluxograma correspondente a um desses algoritmos 400.

[0023] No exemplo ilustrado na Figura 4C, o medidor de engrenagem oval 108 pode ter oito estados de rotação para cada rotação completa das engrenagens ovais 108. Por exemplo, os oito estados de rotação podem ser referidos como estados A, B, C, D, E, F, G e H. A Figura 4D ilustra um gráfico que mostra estados válidos na sequência. Em tais casos, o controlador 141 da engrenagem oval 108 metros pode ser programado de acordo com o algoritmo da Figura 4C, em que o controlador 141 é configurado na etapa 402 para determinar se o estado de rotação foi detectado (por exemplo, pelo sensor de fluxo 140) é um estado rotacional válido. O controlador 141 é então configurado para determinar (na etapa 404) se as engrenagens ovais 108 fazem a transição de um estado rotacional válido para outro estado rotacional

14 / 25 válido, de acordo com o gráfico 4D. Se, por exemplo, as engrenagens ovais 108 transitam do estado A para o estado B, o controlador 141 é configurado para determinar que a transição é válida e gerar um pulso na etapa 406. Se, por outro lado, o controlador 141 determinar que a transição é inválida (por exemplo, um estado diferente dos estados listados na coluna direita da Figura 4D para cada estado correspondente), então o controlador 141 pode não gerar um pulso (correspondente para uma condição de erro 408). Por conseguinte, neste exemplo, o controlador 141 será configurado para gerar oito pulsos de entrada para uma rotação completa das engrenagens, correspondendo a oito transições válidas entre estados de rotação. Embora oito estados rotacionais válidos sejam ilustrados, deve-se notar que estados rotacionais adicionais ou menos (correspondentes a menos ou mais transições e pulsos de entrada) são contemplados, respectivamente, dentro do escopo da presente divulgação. Tais modalidades facilitam a precisão da medição e eliminam erros na medição devido a não uniformidades do fluxo (como instabilidade ou refluxo).

[0024] Em certas modalidades, o controlador 141 encontra-se configurado para gerar pulsos de entrada de duração mais curto do que o tempo para a transição de um estado válido rotacional para o próximo estado de rotação válido. Em tais casos, se as engrenagens giram rotações "n" por segundo, com "m" estados rotacionais válidos, um tempo máximo gasto pelas engrenagens ovais 108 para fazer a transição de um estado rotacional válido para o próximo estado rotacional válido é dado por:

[0025] Em tais casos, o controlador 141 pode ser configurado para definir pulsos de geração com uma duração de pulso de entrada (Tpulso) menor que o tempo de transição de um estado rotacional válido para o próximo estado rotacional válido:

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[0026] Tais modalidades podem facilitar uma contagem precisa de pulsos de entrada, reduzindo qualquer sobreposição que possa ocorrer entre a transição de engrenagens em um ou mais estados de rotação e geração de pulsos de entrada. Em operação, cada vez que a engrenagem oval 108 transição de um estado de rotação válido para um outro estado de rotação válido, o controlador 141 gera um pulso de entrada que tem duração de pulso de entrada de Tpulso. O intervalo de tempo entre pulsos adjacentes pode ser Ts. Em tais casos, uma frequência de pulso de entrada Fs pode ser definida, em que a frequência de pulso de entrada é o inverso do intervalo de tempo dos pulsos de entrada adjacentes:

[0027] No exemplo ilustrado, o medidor de fluxo de fluido 100 tem oito estados rotacionais válidos (como ilustrado na Figura 4D). Se, por exemplo, as engrenagens ovais 108 tiverem 100 rotações por segundo, o tempo de transição de um estado rotacional para o próximo de cerca de 1,25 milissegundos, de acordo com a expressão acima. Por conseguinte, o controlador 141 pode gerar pulsos de entrada com uma duração entre cerca de 0,1 e cerca de 0,5 ms. Mais geralmente, a duração do pulso de entrada (Tpulso) pode estar entre cerca de 5% e cerca de 50% do tempo de transição (Ttransição).

[0028] Com referência novamente à Figura 4C, o controlador 141 pode verificar, na etapa 410, se os pulsos de entrada anteriores foram gerados. Em tais casos, o controlador 141 pode determinar, na etapa 412, o intervalo de tempo entre os pulsos de entrada adjacentes, Ts e frequência Fs na etapa 414. Na etapa 416, dados relevantes, como contagem de pulsos de entrada, intervalo de tempo entre pulsos de entrada e/ou frequência.

[0029] Embora os exemplos abaixo se refiram ao medidor de fluxo de fluido ilustrado 100 das Figuras 1 a 4B, deve-se entender que os exemplos aqui descritos se aplicariam a outros tipos de medidores de deslocamento positivo que produzem uma saída pulsada. Em algumas de tais modalidades

16 / 25 exemplares, o controlador 141 pode gerar pulsos de entrada em resposta à passagem da quantidade de fluido através da câmara de fluxo 106 e/ou o deslocamento de componentes rotativos do medidor de fluxo de fluido 100. Por exemplo, o controlador 141 pode gerar pulsos de entrada em resposta à rotação síncrona da primeira engrenagem e da segunda engrenagem, conforme detectado pelos sensores sem contato. O controlador 141 também pode ser configurado para determinar a frequência de pulso de entrada Fs para uma ampla gama de condições operacionais conhecidas e taxas de fluxo volumétricas para estabelecer dados de calibração que podem ser armazenados no meio de armazenamento não transitório 150.

[0030] Em certas modalidades, o medidor de fluxo de fluido 100 pode ser calibrado fornecendo uma quantidade conhecida de fluido através dele e determinando o número de pulsos N para uma quantidade conhecida (por exemplo, volume V) de fluido. Tais métodos podem ser referidos aqui como "calibração de fábrica".

[0031] Em algumas modalidades, os medidores de vazão geralmente têm uma faixa de vazão (por exemplo, entre um fluxo máximo e um fluxo mínimo) acima do qual a precisão das medições pode ser garantida. Em taxas de fluxo menores que o fluxo mínimo, o medidor de vazão pode não produzir pulsos de entrada, mas ainda pode ter fluxo através de vários componentes mecânicos do medidor de vazão. Problemas semelhantes podem ocorrer na operação perto do fluxo máximo. Além disso, com base nas tolerâncias de fabricação, a taxa de pulso individual pode ter variações do valor nominal das taxas de pulso. A variabilidade da taxa de pulso para diferentes medidores de vazão pode ser compensada usando taxas de pulso individuais recebidas durante a calibração de fábrica. Uma taxa de pulso medida de fábrica pode ser incluída na documentação que acompanha o medidor de vazão, ou vantajosamente, salva no meio de armazenamento de dados do medidor de vazão. As taxas de pulso, em algumas modalidades, podem ter valores não

17 / 25 inteiros (por exemplo, 0,166 ml/pulso, 0,333 ml/pulso, etc.). Os medidores de fluxo convencionais podem, portanto, ter incertezas de medição que podem não ser facilmente quantificáveis.

[0032] Por conseguinte, em algumas dessas modalidades, vantajosamente, o medidor de fluxo de fluido 100 pode fornecer pulsos de saída normalizados que levam em consideração a variabilidade na calibração de fábrica devido a tolerâncias de fabricação e similares. Em um aspecto, o medidor de fluxo de fluido 100 pode incluir um controlador 141 pode gerar pulsos de entrada (por exemplo, em um gerador de pulsos de entrada 160) em resposta à recepção de um sinal (como um sinal de detecção) de um sensor de fluxo 140 (por exemplo, sensores sem contato descritos acima). Exemplos de sensores de fluxo são descritos na Patente US No. 9.383.235 comumente atribuída, cuja descrição completa é aqui incorporada por referência. Como aqui descrito, vários tipos de sensores de fluxo ópticos ou magnéticos podem ser usados. Como descrito acima, em alguns casos, o sensor de fluxo 140 pode gerar apenas um sinal de detecção se a rotação das engrenagens corresponder a um dos estados rotacionais válidos predeterminados.

[0033] Em certas modalidades exemplares, o medidor de fluxo de fluido pode linearizar os pulsos de entrada, conforme descrito no Pedido de Patente US No. 15/658.435, apresentado em 25 de julho de 2017, intitulado "Medidor de Fluxo de Fluido com Linearização", cujo conteúdo inteiro é aqui incorporado por referência.

[0034] Em certas modalidades, o controlador 141 do medidor de fluxo de fluido 100 pode normalizar os pulsos de entrada de acordo com um algoritmo predefinido. A Figura 5 ilustra um desses algoritmos de normalização 500, pelo qual o controlador 141 normaliza os pulsos de entrada. Na etapa 502, o controlador 141 pode receber um sinal de detecção do sensor de fluxo 140 (por exemplo, quando o sensor de fluxo 140 detectou um estado rotacional válido). O controlador 141 (por exemplo, um PLC ou

18 / 25 um microprocessador) pode ser programado para gerar pulsos de entrada na etapa 504 em resposta ao sinal de detecção recebido do sensor de fluxo 140. Um contador de volume, inicialmente redefinido para zero (por exemplo, na etapa 501) pode ser incrementado na etapa 506 de zero para um valor igual a um volume por pulso de entrada. Para cada pulso de entrada gerado, o contador de volume é incrementado por um valor igual ao volume por pulso de entrada. Por exemplo, este valor pode ser armazenado no meio de armazenamento de dados não transitório conectado (ou fornecido dentro) ao controlador 141 e pode ser recuperado a partir dele.

[0035] O controlador 141 continua a geração de pulsos de entrada e incrementar o contador de volume de cada vez que um pulso de entrada é gerado e determina, na etapa 508, se o contador de volume é igual a um primeiro volume de referência V1. O controlador 141 não inicia um pulso de saída normalizada até o contador de volume atingir ou exceder um primeira volume de referência V1. Quando o contador de volume é determinado como sendo igual ou maior do que o primeiro volume de referência V1, na etapa 510, o controlador 141 encontra-se configurado para fazer a transição de um gerador de pulsos de saída normalizada 162 de um estado em que um pulso de saída normalizada é gerado. O pulso de saída normalizado é gerado por uma duração até que o contador de volume atinja ou exceda um segundo volume de referência V2. Entretanto, o controlador 141 determina, na etapa 512, se o contador atinge ou excede o volume de um segundo volume V2 de referência. Uma vez que o contador de volume é igual a ou maior do que um segundo volume de referência V2, na etapa 514, o controlador 141 transições o gerador de pulsos de saída normalizada 162 de volta para um estado em que não gera pulsos normalizada e, na etapa 516, repõe o contador de volume para um valor igual à diferença entre o valor atual do contador de volume e o segundo volume de referência (contador de volume - V2).

[0036] Como é aparente, o algoritmo descrito acima é configurado de

19 / 25 modo que os pulsos de saída normalizados tenham características predefinidas. A Figura 6 ilustra certas características dos pulsos de saída normalizados gerados pelo gerador de pulsos de saída normalizado 162. Também são mostradas na Figura 6 as características dos pulsos de entrada. Como visto, o gerador de pulsos de saída normalizado 162 é configurado de modo que uma frequência de pulsos de saída normalizados seja menor que uma frequência dos pulsos de entrada. Em alguns desses casos, o gerador de pulso de saída normalizado 162 pode gerar um único pulso de saída para todos os pulsos de entrada "N", em que N é um número inteiro maior que um. No exemplo ilustrado da Figura 6, o gerador de pulsos de entrada 160 gera cinco ou seis pulsos ao longo de um intervalo de tempo Tsaída. No mesmo intervalo, o gerador de pulso de saída normalizado 162 gera um único pulso de saída normalizado. Um ciclo de trabalho para pulsos de entrada é expresso como uma razão entre a duração do pulso de entrada e o período de tempo dos pulsos de entrada, Pentrada/Tentrada. O ciclo de trabalho para pulsos de entrada pode depender da taxa de fluxo de volume, pois a taxa de fluxo de volume pode alterar o período de tempo entre os pulsos de entrada. O ciclo de trabalho para pulsos de entrada pode variar de 0,1% a 50%. Como é aparente, o ciclo de trabalho para o pulso de saída normalizado corresponde a uma razão entre a duração do pulso de saída e o período de tempo dos pulsos de saída, Psaída/Tsaída, conforme ilustrado na Figura 6. O ciclo de trabalho para pulsos de saída pode depender dos volumes de referência V1 e V2. Em algumas modalidades exemplares não limitantes, quando V2 é aproximadamente igual a 2V1 o ciclo de trabalho para pulsos de saída pode variar de 30% a 70%.

[0037] Em algumas dessas modalidades, o controlador 141 pode fazer a transição do gerador de pulso de saída normalizado 162 de um estado em que o gerador de pulso de saída normalizado 162 gera um pulso de saída normalizado por uma duração correspondente a aproximadamente metade de

20 / 25 um ciclo de pulso, de modo a fornecer ciclo de trabalho de aproximadamente 50% para pulsos de saída normalizados. Como pode ser visto a partir da Figura 6, em um exemplo, o gerador de pulsos de saída normalizada 162 não podem gerar quaisquer pulsos para a primeira metade do período de tempo Tsaída até um tempo t1 é atingido. Nesse momento, o contador de volume excede o primeira volume de referência V1, e o pulso de saída normalizada gerador 162 gera um pulso de saída ao longo da segunda metade do período de tempo Tsaída até que o tempo t2. No tempo t2, o gerador de pulsos de saída normalizada 162 é transferida novamente para um estado em que pulsos de saída normalizados não são gerados, e o contador de volume é reposto para um valor igual a (contador de volume - V2). A geração subsequente de pulsos de saída normalizados pode não ocorrer até que o contador de volume atinja o primeiro volume de referência V1 novamente.

[0038] Nas modalidades ilustradas, enquanto um único pulso de saída normalizado para cinco ou seis pulsos de entrada é ilustrado, outros valores adequados e convenientes dos pulsos de saída normalizados podem ser usados. Além disso, como é aparente, em vez de cinco ou seis pulsos de entrada, o gerador de pulsos de entrada 160 pode gerar outros valores de pulsos de entrada dependendo dos valores relativos da calibração e do primeiro e do segundo volumes de referência.

[0039] Com referência continuada às Figuras 5 e 6, e como brevemente descrito acima, o controlador 141 pode incrementar um contador de volume cada vez que um pulso de entrada é gerado. Além disso, o controlador 141 pode determinar se o contador de volume corresponde ao primeiro volume de referência V1. Se o contador de volume corresponde ao primeiro volume de referência V1, o gerador de pulso de saída é possível gerar um único pulso de saída normalizada até os corresponde contador de volume para o segunda volume de referência V2. Quando o contador de volume excede o segunda volume de referência V2, o controlador 141 pode repor o

21 / 25 contador de volume para um valor igual a (contador de volume - V2) e a transição do gerador de pulsos de saída para um estado em que o gerador de pulsos de saída não gera qualquer pulso. O controlador 141, em um ciclo de pulso subsequente, a transição do gerador de pulsos de saída para um estado em que gera um pulso de saída normalizada subsequente, quando o contador de volume subsequentemente atinge primeiro volume de referência V1.

[0040] Como descrito anteriormente, o algoritmo mostrado na Figura 5 pode permitir a normalização dos pulsos de entrada, de modo que um pulso de saída normalizado seja correlacionado com um valor inteiro de volume. Por exemplo, os pulsos de entrada podem ser normalizados de modo que o volume por pulso de saída normalizado seja um número inteiro. Nesses casos, como é aparente, o volume por pulso de entrada é um valor não inteiro e/ou fracionário. Isso pode ocorrer, por exemplo, quando um volume que passa através do medidor de fluxo de fluido 100 por pulso de entrada é um valor não inteiro.

[0041] Como é evidente, a partir da discussão acima, o segundo volume de referência V2 no algoritmo da Figura 5 corresponde ao valor inteiro de volume por pulso de saída normalizada. Como descrito anteriormente, o algoritmo de normalização 500 pode resultar em um ciclo de trabalho de 50%. Em tais casos, o primeiro volume de referência V1 pode ser uma metade do segundo volume de referência V2. Em alguns desses exemplos, o controlador 141 pode incrementar o contador de volume por valores não inteiros de volume por unidade de pulso de entrada (que pode ser armazenado em um meio de armazenamento não transitório 150 conectado ao controlador 141).

[0042] Continuando com a descrição anterior, de acordo com um exemplo de algoritmo de normalização 500, um volume correspondente ao pulso de saída normalizado pode ser M mililitros. Se um ciclo de trabalho de cerca de 50% for desejado, como pode ser visto na Figura 6, o primeiro

22 / 25 volume de referência V1 pode então ser M/2 mililitros, e o segundo volume de referência V2 pode ser M mililitros. Se for desejado um valor conveniente de volume por pulso de saída normalizado, o volume M por pulso de saída normalizado pode ser um número inteiro (por exemplo, 1 mililitro, 2 mililitros e similares). Além disso, M pode ser um número inteiro diferente de zero maior ou igual a um. Como é aparente, o volume por pulso de entrada, nesses exemplos, pode não ser necessariamente um número inteiro.

[0043] Referindo-nos novamente à Figura 5, em alguns exemplos, o controlador 141 pode incrementar o contador de volume por um valor não inteiro. Como é evidente, em alguns exemplos, o contador de volume pode ser incrementado em uma quantidade igual a aproximadamente o volume por pulso de entrada, V/N, cada vez que um pulso de entrada é gerado.

[0044] Em algumas modalidades, o medidor de fluxo de fluido 100 pode ter duas linhas de sinal. Uma primeira linha de sinal pode ser para pulsos de entrada gerados pelo controlador para cada estado rotacional válido e uma segunda linha de sinal pode ser para sinais de pulso de saída normalizados. Tais modalidades podem permitir o monitoramento e avaliação da uniformidade da rotação da engrenagem para fluxo constante e para fluxo pulsante, por exemplo, como visto nas bombas de diafragma.

[0045] Em certas modalidades, o medidor de fluxo de fluido 100 possui incertezas de medição que são facilmente quantificáveis. Por exemplo, o medidor de fluxo de fluido 100 pode ter uma precisão de medição de aproximadamente +/- ΔV mililitros. Em alguns desses casos, ΔV é aproximadamente igual ao primeiro volume de referência V1. Além disso, como é evidente a partir das modalidades anteriores, em alguns casos, o medidor de fluxo de fluido 100 pode ter um fluxo mínimo mensurável de, aproximadamente, o primeiro volume de referência V1. Por conseguinte, uma resolução de medição do medidor de fluxo de fluido 100 é, aproximadamente, igual ao primeiro volume de referência V1.

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[0046] Em alguns exemplos, o usuário pode confiar no fluxo por pulso de saída normalizado como a "calibração" do medidor de fluxo de fluido 100 e, por sua vez, confiar nos pulsos de saída normalizados contados para determinar o volume de uma quantidade desconhecida de fluido que passa através o medidor de fluxo de fluido 100. Por exemplo, se o fluxo por pulso de saída normalizado for um valor conveniente, como 1 mililitro por pulso de saída, 2 mililitros por pulso de saída e similares, o usuário poderá simplesmente contar o número de pulsos de saída normalizados e, em seguida, usar o fluxo por pulso de saída normalizado para determinar o volume. Vantajosamente, o fluxo por pulso de saída normalizado também pode ser armazenado no meio de armazenamento não transitório 150 acoplado ao controlador do medidor de fluxo de fluido 100 141.

[0047] No exemplo ilustrativo da Figura 6, o gerador de pulso de entrada 160 pode gerar seis pulsos para cada mililitro de fluxo através do medidor de fluxo de fluido 100. Assim, de acordo com alguns exemplos, o volume por pulso de entrada é de cerca de 0,167 mililitro. Quando os pulsos de saída são normalizados de acordo com certas modalidades da presente divulgação, o gerador de pulso de saída normalizado 162 é mantido em um estado em que não produz um pulso até que o volume atinja 0,5 mililitro (por exemplo, mais da metade do período de tempo pulsos de saída). Em alguns desses exemplos, isso pode ocorrer depois que três pulsos de entrada são gerados pelo gerador de pulsos de entrada 160. Quando o volume atinge 0,5 mililitro no final da primeira metade do período de pulsos de saída, o gerador de pulsos de saída normalizado 162 pode ser transferido para o segundo período de pulsos de saída até que o volume atinja 1 mililitro no final do segundo ciclo de trabalho. Assim, o gerador de pulso de saída normalizado 162 fornece um pulso durante um período completo de pulso de saída e corresponde a 1 mililitro e 0,5 mililitro correspondendo a cada meio período de pulsos de saída.

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[0048] No exemplo de taxa de fluxo e pulso de saída normalizado discutido acima, o fluxo mínimo detectável pelo medidor de fluxo de fluido 100 quando se baseia na normalização dos pulsos de entrada é de cerca de 0,5 mililitro. Consequentemente, a incerteza de medição pode ser quantificada, em alguns exemplos como +/- 0,5 mililitro.

[0049] Em outra modalidade exemplar não limitativa, o medidor de fluxo pode ter pulsos de saída normalizados com uma duração de pulso constante. As Figuras 7 e 8 ilustram, respectivamente, um algoritmo exemplar e um esquema de pulsos de entrada e saída para uma variante de um medidor de vazão. De acordo com o algoritmo 600 mostrado na Figura 7 na etapa 601, o contador de volume é definido como zero. Na etapa 602, o controlador 141 pode receber sinal de detecção do sensor de fluxo 140. Na etapa 604, pulsos de entrada podem ser gerados. Na etapa 606, o controlador 141 pode incrementar o contador de volume pela quantidade de calibração V/N, e na etapa 608, o controlador pode comparar o contador de volume com o primeiro volume de referência V1. Quando, na etapa 608, o contador de volume é igual a ou excede o primeiro volume de referência V1, o controlador 141, na etapa 610, gera um único pulso de saída normalizada. Após o pulso de saída normalizada é gerado o controlador diminui o contador de volume por uma quantidade igual ao primeiro volume de referência V1 e retorna à etapa 602. Para os ciclos subsequentes de pulsos de entrada, o contador de volume não está definido como zero.

[0050] Com referência à Figura 8, o pulso de saída normalizado gerado usando o algoritmo 600 (mostrado na Figura 7) tem uma duração Psel que pode ser pré-selecionada a partir das configurações do meio de armazenamento do controlador 141. De um modo vantajoso, para reduzir os erros a taxas de fluxo elevadas, o Psel duração do pulso pode ser escolhido de modo a ser menor do que o valor mais baixo do período de tempo Tentrada que corresponde à frequência máxima de pulsos de entrada. Por conseguinte, os

25 / 25 pulsos de saída normalizados mostrados na Figura 8 podem ter uma duração mais curta do que os ilustrados na Figura 6. Como visto na Figura 8, o número de pulsos de entrada necessários para gerar pulsos de saída normalizados consecutivos pode ser diferente devido a variações nos valores iniciais do contador de volume. Modalidades como as ilustradas nas Figuras 7 e 8 podem fornecer uma resolução melhorada.

[0051] Vantajosamente, os medidores de vazão de fluido com normalização dos pulsos de entrada podem fornecer valores de calibração convenientes (por exemplo, valores inteiros de volume por pulso de saída normalizado). Além disso, o controlador 141 pode ser programado de tal modo que os ciclos de trabalho são normalizados de modo que cada metade do ciclo de trabalho corresponde a 50% do volume, proporcionando, desse modo, uma saída de pulso de saída normalizado uniforme. Além disso, essas modalidades também vantajosamente não requerem um contador de pulsos de alta frequência para contar pulsos de entrada individuais que são de menor duração, em relação ao pulso de saída normalizado. Tais modalidades também reduzem a necessidade de recalibração do medidor de engrenagem oval e fornecem uma saída convenientemente normalizada que leva em consideração a variabilidade na calibração devido às tolerâncias de fabricação.

[0052] Vários exemplos foram descritos. Pelo contrário, esses e outros exemplos estão dentro do escopo das seguintes reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Medidor de fluxo de fluido, caracterizado pelo fato de que compreende: uma câmara de fluxo; uma primeira engrenagem entrelaçada com uma segunda engrenagem, a primeira engrenagem e a segunda engrenagem sendo posicionadas dentro da câmara de fluxo, a passagem da primeira engrenagem e a segunda engrenagem permitindo rotação síncrona da primeira engrenagem e da segunda engrenagem em resposta ao fluxo de uma fluido através da câmara de fluxo; um sensor de fluxo configurado para gerar um sinal de detecção em resposta à passagem de fluido através da câmara de fluxo e/ou rotação síncrona da primeira engrenagem e da segunda engrenagem; e um controlador com um gerador de pulsos de entrada e um gerador de pulsos de saída normalizado, o controlador sendo configurado para receber sinal de detecção do sensor de fluxo, fazer com que o gerador de pulsos de entrada gere pulsos de entrada quando o sinal de detecção é recebido do sensor de fluxo, incrementar um contador de volume em uma quantidade igual a um volume por pulso de entrada cada vez que um pulso de entrada for gerado, transição do gerador de pulso de saída normalizado de um estado em que o gerador de pulso de saída normalizado não gera pulsos de saída para um estado em que o gerador de pulso de saída normalizado começa a gerar um pulso de saída normalizado quando o contador de volume excede um primeiro volume de referência, e fazer a transição do gerador de pulso de saída normalizado de um estado em que o gerador de pulso de saída normalizado gera um pulso de saída normalizado de volta para um estado em que o gerador de pulso de saída normalizado para de gerar o pulso de saída normalizado.

2. Medidor de fluxo de fluido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para diminuir o contador de volume pelo primeiro volume de referência de cada vez quando ou após o pulso de saída normalizada é gerado.

3. Medidor de fluxo de fluido de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o controlador está configurado para determinar se o contador de volume corresponde ao primeiro volume de referência e se o contador de volume corresponde ao primeiro volume de referência, o gerador de pulso de saída normalizado é configurado ainda mais para gerar um único pulso de saída normalizado até que o contador de volume corresponda a um segundo volume de referência.

4. Medidor de fluxo de fluido de acordo com a reivindicação 3 ou qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que, quando o contador de volume excede o segundo volume de referência, o controlador é ainda configurado para diminuir o contador de volume pelo segundo volume de referência.

5. Medidor de fluxo de fluido de acordo com a reivindicação 4 ou qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o controlador é ainda configurado para fazer a transição do gerador de pulso de saída normalizado para um estado em que o gerador de pulso de saída normalizado gera um pulso de saída normalizado subsequente quando o contador de volume subsequentemente atinge o primeiro volume de referência.

6. Medidor de fluxo de fluido de acordo com a reivindicação 1 ou qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a precisão de medição do medidor de fluxo de fluido é +/- ΔV, em que ΔV é aproximadamente igual ao primeiro volume de referência.

7. Medidor de fluxo de fluido de acordo com a reivindicação 1 ou qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o controlador está configurado para fazer a transição do gerador de pulso de saída normalizado de um estado em que o gerador de pulso de saída normalizado gera pulsos de saída normalizados por um período correspondente a metade de um ciclo de pulso, de modo que o medidor de fluxo de fluido tenha um ciclo de trabalho de 50% para a geração de pulso de saída normalizada.

8. Medidor de fluxo de fluido de acordo com a reivindicação 1 ou qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para incrementar o contador de volume por valores não inteiros toda vez que um pulso de entrada é gerado.

9. Medidor de fluxo de fluido de acordo com a reivindicação 1 ou qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um meio de armazenamento de dados não transitório conectado operacionalmente ao controlador, o meio de armazenamento de dados não transitório sendo configurado para armazenar o valor não inteiro pelo qual o contador de volume deve ser incrementado quando um pulso de entrada é gerado.

10. Medidor de fluxo de fluido de acordo com a reivindicação 9 ou qualquer uma das reivindicações anteriores ou qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os valores não inteiros correspondem a um volume que passa pelo medidor de fluxo de fluido quando o sensor de fluxo gera um pulso de entrada.

11. Medidor de fluxo de fluido de acordo com a reivindicação 1 ou qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que uma resolução de medição do medidor de fluxo de fluido é aproximadamente igual ao primeiro volume de referência.

12. Método para fornecer uma saída normalizada para um medidor de fluxo de fluido, caracterizado pelo fato de que compreende:

fornecer um medidor de fluxo de fluido que compreende: uma câmara de fluxo, uma primeira engrenagem entrelaçada com uma segunda engrenagem, a primeira engrenagem e a segunda engrenagem sendo posicionadas dentro da câmara de fluxo, a passagem da primeira engrenagem e a segunda engrenagem permitindo rotação síncrona da primeira engrenagem e da segunda engrenagem em resposta ao fluxo de uma fluido através da câmara de fluxo, um sensor de fluxo e um controlador tendo um gerador de pulsos de entrada e um gerador de pulsos de saída normalizado; receber um sinal de detecção do sensor de fluxo; gerar pulsos de entrada usando o gerador de pulsos de entrada quando um sinal de detecção do sensor de fluxo é recebido pelo controlador; incrementar um contador de volume em uma quantidade igual a um volume por pulso de entrada cada vez que um pulso de entrada é gerado; fazer a transição do gerador de pulso de saída normalizado de um estado em que não produz um pulso de saída normalizado para um estado em que começa a produzir o pulso de saída normalizado quando o contador de volume exceder um primeiro volume de referência; e fazer a transição do gerador de pulso de saída normalizado de um estado em que produz o pulso de saída normalizado para um estado em que para de produzir o pulso de saída normalizado quando o contador de volume excede um segundo volume de referência.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que um volume correspondente ao pulso de saída normalizado é M, o primeiro volume de referência é M/2 e o segundo volume de referência é M.

14. Método de acordo com a reivindicação 12 ou 13,

caracterizado pelo fato de que o sensor de fluxo gera um sinal de detecção quando a rotação da primeira e da segunda engrenagem corresponde a um estado rotacional válido predeterminado.

15. Método para fornecer uma saída normalizada para um medidor de fluxo de fluido, caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer um medidor de fluxo de fluido que compreende: uma câmara de fluxo, uma primeira engrenagem entrelaçada com uma segunda engrenagem, a primeira engrenagem e a segunda engrenagem sendo posicionadas dentro da câmara de fluxo, a passagem da primeira engrenagem e a segunda engrenagem permitindo rotação síncrona da primeira engrenagem e da segunda engrenagem em resposta ao fluxo de uma fluido através da câmara de fluxo, e um controlador tendo um gerador de pulsos de entrada e um gerador de pulsos de saída normalizado; gerar pulsos de entrada usando o gerador de pulsos de entrada quando um valor não inteiro de volume passando através do medidor de fluxo de fluido; incrementar um contador de volume em uma quantidade igual ao valor não inteiro do volume que passa pelo medidor de vazão quando um pulso de entrada é gerado; fazer a transição do gerador de pulso de saída normalizado de um estado em que não produz um pulso de saída normalizado para um estado em que começa a produzir o pulso de saída normalizado quando o contador de volume excede um primeiro volume de referência; e fazer a transição do gerador de pulso de saída normalizado de um estado em que produz o pulso de saída normalizado para um estado em que para de produzir o pulso de saída normalizado quando o contador de volume excede um segundo volume de referência, pelo que o primeiro volume de referência é metade do segundo volume de referência.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o valor não inteiro é uma taxa média de pulsos para os pulsos de entrada.

17. Método de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que o segundo volume de referência é um número inteiro não zero.

18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 17, caracterizado pelo fato de que uma frequência de pulsos de saída normalizados é inferior a uma frequência dos pulsos de entrada.

19. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 18, caracterizado pelo fato de que uma frequência de pulsos de saída normalizados é inferior a uma frequência dos pulsos de entrada.

20. Uso de um medidor de fluxo de fluido como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que é para medir o fluxo de fluido e normalizar a saída.